大动脉根运动在流体结构相互作用中的作用 上升胸前大动脉动脉瘤的模拟

科学领域:

• 心血管生物力学心血管生物力学
• 计算流体动力学的流体动力学.
• 医学成像和建模 医学成像和建模

背景情况:

• 上升胸前大动脉动脉瘤 (ATAA) 计算建模通常简化了大动脉根运动.
• 准确预测壁应力和壁剪应力 (WSS) 对ATAA风险分层至关重要.

研究的目的:

• 研究不同大动脉根运动对壁应力和WSS预测在ATAA和健康的大动脉模型中的影响.
• 评估将大动脉根运动纳入流体结构相互作用 (FSI) 模型的必要性.

主要方法:

• 开发了ATAA和健康的大动脉的流体结构相互作用 (FSI) 模型.
• 应用了五种不同的大动脉根运动边界条件:零位移,纵向,内平面,组合和旋转位移.
• 大动脉壁被建模为预应力异性质的超弹性材料,具有过渡性流和非牛顿血流模拟.

主要成果:

• 在ATAA (57.1%) 和健康的大动脉 (331%) 中,纵向和内平面移位的组合显著增加了最大主应力 (MPS) 的区域.
• 在ATAA模型中,这种联合运动还使极高的WSS区域 (> 20Pa) 增加了20.5%.
• 旋转运动在健康的大动脉中显著减少了18.8%的升高的WSS区域 (> 7Pa).

结论:

• 在ATAA中,大动脉根运动对于精确的FSI模拟壁应力和WSS至关重要.
• 结合大动脉根运动可以增强患者特异性ATAA风险分层.